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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit radindividuellem Antrieb mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 1 und ein Fahrzeug mit diesem Antriebssystem mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 2.
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Bei modernen Mobilitätskonzepten werden häufig radindividuelle Antriebseinheiten genutzt, welche eine herkömmliche Anordnung aus einem Hauptgetriebe und einem Hauptmotor ersetzen. Mit einem radindividuellen Antrieb kann jedes oder wenigstens zwei Räder individuell und separat angetrieben werden. Dadurch, dass die Räder des Fahrzeugs jedoch alle nahezu die gleiche Drehzahl aufweisen, kann es im Fahrzeug, welches den radindividuellen Antrieb nutzt, zu störenden Geräuschen kommen.
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Aus
DE 10 2011 080 036 A1 ist eine radnahe Antriebseinheit für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die radnahe Antriebseinheit umfasst eine elektrische Maschine mit einer Antriebswelle und eine Getriebeeinheit mit einer ersten Getriebekomponente mit einer Abtriebswelle.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, ein verbessertes Antriebssystem vorzuschlagen, welches einen radindividuellen Antrieb wenigstens zweier Räder eines Fahrzeugs ermöglicht, dabei aber geringere Geräuschemissionen aufweist als herkömmliche radindividuelle Antriebe.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit radindividuellem Antrieb mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 und ein Fahrzeug mit diesem Antriebssystem nach Patentanspruch 2 vor.
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Ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem radindividuellen Antrieb weist wenigstens zwei Räder und wenigstens zwei Antriebseinheiten auf, wobei jede Antriebseinheit aus einer Antriebsquelle und aus einem Getriebe ausgeformt ist. Ein erstes Rad ist mittels einer ersten der wenigstens zwei Antriebseinheiten antreibbar und ein zweites Rad ist mittels einer zweiten der wenigstens zwei Antriebseinheiten antreibbar. Eine Drehzahl der Antriebsquelle der ersten Antriebseinheit und eine Übersetzung des Getriebes der ersten Antriebseinheit sind verschieden von einer Drehzahl der Antriebsquelle der zweiten Antriebseinheit und von einer Übersetzung des Getriebes der zweiten Antriebseinheit, wobei die Raddrehzahlen der angetriebenen Räder kompatibel sind.
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Das Fahrzeug ist hierbei vorzugsweise ein Kraftfahrzeug, z. B. ein PKW, NKW oder LKW. Eine Antriebsquelle ist hierbei vorzugsweise eine elektrische Maschine. Alternativ dazu können andere geeignete Antriebsquellen genutzt werden, die genügend Energie zum Antreiben eines Rads zur Verfügung stellen können. Die Antriebseinheit ist hierbei nahe dem Rad angeordnet, welches sie antreibt, oder in dieses Rad integriert. Nahe heißt hierbei, dass die Antriebseinheit in unmittelbarer Nähe des zugehörigen Rads angeordnet ist, beispielsweise im Bereich einer Radaufhängung dieses Rads. Integriert heißt hierbei, dass die Antriebseinheit innerhalb des Rads, welches sie antreibt, angeordnet ist, beispielsweise innerhalb der Felge dieses Rads. Die Antriebseinheit kann alternativ dazu in einem Teilbereich innerhalb der Felge dieses Rads angeordnet sein.
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Weist das Fahrzeug beispielsweise vier Räder auf, können entweder zwei Räder, welche zu einer Fahrzeugachsachse zugehörig sind, oder sämtliche vier Räder individuell angetrieben werden. In letzterem Fall weist das Antriebssystem vier Antriebseinheiten auf. Eine Drehzahl wird beispielsweise von der Antriebsquelle der ersten der wenigstens zwei Antriebseinheiten bereitgestellt, anschließend von dem Getriebe der ersten der wenigstens zwei Antriebseinheiten, das mit der ersten Antriebsquelle wirkverbunden ist, übersetzt, und an das mit dem Getriebe der ersten Antriebseinheit wirkverbundene Rad weitergeleitet. Dieser Ablauf ist bei der zweiten der wenigstens zwei Antriebseinheiten und dem zweiten der wenigstens zwei Räder gleich. Weist das Antriebssystem mehr als zwei Antriebseinheiten und mehr als zwei Räder auf, ist der Ablauf je Antriebseinheit und zugehörigem Rad ebenfalls gleich.
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Die Drehzahl der Antriebsquelle der ersten der wenigstens zwei Antriebseinheiten ist unterschiedlich von der Drehzahl der Antriebsquelle der zweiten der wenigstens zwei Antriebseinheiten. Weist das Antriebssystem mehr als zwei Antriebseinheiten auf, sind die Drehzahlen der Antriebsquellen der weiteren Antriebseinheiten ebenso unterschiedlich von der Drehzahl der Antriebsquellen der ersten und der zweiten der wenigstens zwei Antriebseinheiten.
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Die Übersetzung des Getriebes der ersten Antriebseinheit der wenigstens zwei Antriebseinheiten ist unterschiedlich von der Übersetzung des Getriebes der zweiten Antriebseinheit der wenigstens zwei Antriebseinheiten. Die Übersetzungen sind jedoch derart gewählt, dass die Drehzahl der Antriebsquelle der ersten Antriebseinheit der wenigstens zwei Antriebseinheiten nach der Übersetzung durch das Getriebe der ersten der wenigstens zwei Antriebseinheiten nahezu die gleiche oder die gleiche Raddrehzahl hervorruft wie die Drehzahl der Antriebsquelle der zweiten Antriebseinheit der wenigstens zwei Antriebseinheiten nach der Übersetzung durch das Getriebe der zweiten der wenigstens zwei Antriebseinheiten. Bei mehr als zwei Antriebseinheiten sind die Übersetzungen der einzelnen Getriebe nach der gleichen Art und Weise aufeinander abgestimmt. Die angetriebenen Räder des Antriebssystems weisen somit die gleiche oder eine nahezu gleiche Raddrehzahl auf.
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Wegen der unterschiedlichen Drehzahlen der Antriebsquelle der ersten Antriebseinheit und der Antriebsquelle der zweiten Antriebseinheit und der unterschiedlichen Übersetzungen des Getriebes der ersten Antriebseinheit und des Getriebes der zweiten Antriebseinheit werden die Geräuschemissionen während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs, welches das Antriebssystem aufweist, verringert. Die Betriebspunkte der Antriebsquellen und der Getriebe, an welchen sehr hohe bis maximale Geräuschemissionen auftreten, werden in den wenigstens zwei Antriebseinheiten zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreicht. Geräusche, die durch die Anregung der Antriebsquellen oder durch den Betrieb der Getriebe verursacht werden, addieren sich somit nicht, sondern sind über den gesamten Betriebsbereich verteilt. Das Fahrzeug, welches das Antriebssystem verwendet, ist in einem Fahrbetrieb somit leiser als ein Fahrzeug mit einem herkömmlichen radindividuellen Antrieb.
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Ein Fahrzeug mit einem radindividuellen Antrieb weist das Antriebssystem, welches bereits beschrieben wurde auf. Somit weist das Fahrzeug zumindest eine antreibbare Achse auf.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figur wird ein Ausführungsbeispiel und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung eines Antriebssystems eines Fahrzeugs nach einem Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Antriebssystems 1 eines Fahrzeugs 2 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Antriebsystem 1 ist ausgeformt aus vier Rädern 6a, 6b, 6c, 6d und vier Antriebseinheiten 3a, 3b, 3c, 3d. Somit weist das Fahrzeug 2 zwei antreibbare Achsen auf. Jede Achse kann separat angetrieben werden. Es können auch beide Achsen gemeinsam angetrieben werden. Jede Antriebseinheit 3a, 3b, 3c, 3d weist eine Antriebsquelle 4a, 4b, 4c, 4d und ein Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d auf. Eine erste Antriebseinheit 3a weist eine erste Antriebsquelle 4a und ein erstes Getriebe 5a auf. Eine zweite Antriebseinheit 3b weist eine zweite Antriebsquelle 4b und ein zweites Getriebe 5b auf. Eine dritte Antriebseinheit 3c weist eine dritte Antriebsquelle 4c und ein drittes Getriebe 5c auf. Eine vierte Antriebseinheit 3d weist eine vierte Antriebsquelle 4d und ein viertes Getriebe 5d auf. Jede Antriebsquelle 4a, 4b, 4c, 4d ist als eine elektrische Maschine ausgebildet.
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Die erste Antriebsquelle 4a ist mit dem ersten Getriebe 5a und mittels des ersten Getriebes 5a mit einem ersten Rad 6a wirkverbunden. Die zweite Antriebsquelle 4b ist mit dem zweiten Getriebe 5b und mittels des zweiten Getriebes 5b mit einem zweiten Rad 6b wirkverbunden. Die dritte Antriebsquelle 4c ist mit dem dritten Getriebe 5c und mittels des dritten Getriebes 5c mit einem dritten Rad 6c wirkverbunden. Die vierte Antriebsquelle 4d ist mit dem vierten Getriebe 5d und mittels des vierten Getriebes 5d mit einem vierten Rad 6d wirkverbunden. Jedes Rad 6a, 6b, 6c, 6d kann somit individuell angetrieben werden. Jedes der vier Räder 6a, 6b, 6c, 6d weist die gleiche oder nahezu die gleiche Raddrehzahl auf. Die Raddrehzahl des ersten Rads 6a wird mittels der ersten Antriebseinheit 3a bereitgestellt. Die Raddrehzahl des zweiten Rads 6b wird mittels der zweiten Antriebseinheit 3b bereitgestellt. Die Raddrehzahl des dritten Rads 6c wird mittels der dritten Antriebseinheit 3c bereitgestellt. Die Raddrehzahl des vierten Rads 6d wird mittels der vierten Antriebseinheit 3c bereitgestellt.
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Die erste Antriebseinheit 3a ist nahe des ersten Rads 6a angeordnet. Die zweite Antriebseinheit 3b ist nahe des zweiten Rads 6b angeordnet. Die dritte Antriebseinheit 3c ist nahe des dritten Rads 6c angeordnet. Die vierte Antriebseinheit 3d ist nahe des vierten Rads 6d angeordnet. Das Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d der jeweiligen Antriebseinheit 3a, 3b, 3c, 3d ist also direkt benachbart zu dem jeweiligen mit dem Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d wirkverbundenen Rad 6a, 6b, 6c, 6d angeordnet. In anderen Worten grenzt das Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d der jeweiligen Antriebseinheit 3a, 3b, 3c, 3d an das jeweilige mit dem Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d wirkverbundene Rad 6a, 6b, 6c, 6d an. Die Antriebseinheiten 3a, 3b, 3c, 3d weisen einen Abstand zu einer Fahrzeugmittelachse 7 auf.
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Die von der ersten Antriebsquelle 4a bereitgestellte Drehzahl ist verschieden von der Drehzahl, die von der zweiten Antriebsquelle 4b bereitgestellt wird, und verschieden von der Drehzahl, die von der dritten Antriebsquelle 4c bereitgestellt wird, und verschieden von der Drehzahl, die von der vierten Antriebsquelle 4d bereitgestellt wird. Ebenso ist die Drehzahl, die von der zweiten Antriebsquelle 4b bereitgestellt wird, verschieden von der Drehzahl, die von der dritten Antriebsquelle 4c bereitgestellt wird, und verschieden von der Drehzahl, die von der vierten Antriebsquelle 4d bereitgestellt wird. Ebenso ist die Drehzahl, die von der dritten Antriebsquelle 4c bereitgestellt wird, verschieden von der Drehzahl, die von der vierten Antriebsquelle 4d bereitgestellt wird.
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Auf Grund der voneinander verschiedenen Drehzahlen der vier Antriebsquellen 4a, 4b, 4c, 4d sind die jeweiligen Übersetzungen der vier Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d ebenfalls unterschiedlich. Die Übersetzung des ersten Getriebes 5a ist verschieden von der Übersetzung des zweiten Getriebes 5b, von der Übersetzung des dritten Getriebes 5c und von der Übersetzung des vierten Getriebes 5d. Die Übersetzung des zweiten Getriebes 5b ist verschieden von der Übersetzung des dritten Getriebes 5c und von der Übersetzung des vierten Getriebes 5d. Die Übersetzung des dritten Getriebes 5c ist verschieden von der Übersetzung des vierten Getriebes 5d. Dies ist nötig, da die Raddrehzahlen der vier Räder 6a, 6b, 6c, 6d gleich groß oder nahezu gleich groß sein müssen. In anderen Worten wird die von einer der vier Antriebsquellen 4a, 4b, 4c, 4d bereitgestellte Drehzahl mittels des zu der jeweiligen Antriebsquellen 4a, 4b, 4c, 4d zugehörigen Getriebes 5a, 5b, 5c, 5d derart gewandelt, dass die Raddrehzahl des mit dem entsprechenden Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d wirkverbundenen Rads 6a, 6b, 6c, 6d kompatibel ist zu den Raddrehzahlen der übrigen Räder 6a, 6b, 6c, 6d.
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Wegen der unterschiedlichen Drehzahl der vier Antriebsquelle der vier Antriebseinheiten 3a, 3b, 3c, 3d und wegen der verschiedenen Übersetzungen der vier Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d der vier Antriebseinheiten 3a, 3b, 3c, 3d werden die Geräuschemissionen während eines Fahrbetriebs des Fahrzeugs 2, das das Antriebssystem 1 aufweist, verringert. Die Betriebspunkte der Antriebsquellen 4a, 4b, 4c, 4d und der Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d, an welchen sehr hohe bis maximale Geräuschemissionen auftreten, werden in den jeweiligen Antriebseinheiten 3a, 3b, 3c, 3d zu unterschiedlichen Zeitpunkten erreicht. Geräusche, die durch die Anregung der vier Antriebsquellen 4a, 4b, 4c, 4d oder durch den Betrieb der vier Getriebe 5a, 5b, 5c, 5d verursacht werden, addieren sich somit nicht, sondern sind über den gesamten Betriebsbereich des Antriebssystems 1 verteilt. Das Fahrzeug 2 mit dem Antriebssystem 1 ist in einem Fahrbetrieb somit leiser als ein Fahrzeug mit einem herkömmlichen radindividuellen Antrieb.
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Das hier dargestellte Ausführungsbeispiel ist nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann das Fahrzeug statt zweier antreibbarer Achsen, nur eine antreibbare Achse aufweisen. Weiterhin kann das Fahrzeug mehr als vier Räder und/ oder mehr als zwei Achsen aufweisen. Das Fahrzeug kann auch weniger als vier Räder aufweisen. Die Antriebseinheiten können außerdem in die jeweiligen Räder vollständig oder in einem Teilbereich integriert sein. Beispielsweise kann das Getriebe einer Antriebseinheit innerhalb einer Felge angeordnet sein. Beispielsweise kann die gesamte Antriebseinheit innerhalb einer Felge angeordnet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebssystem
- 2
- Fahrzeug
- 3a
- erste Antriebseinheit
- 3b
- zweite Antriebseinheit
- 3c
- dritte Antriebseinheit
- 3d
- vierte Antriebseinheit
- 4a
- erste Antriebsquelle
- 4b
- zweite Antriebsquelle
- 4c
- dritte Antriebsquelle
- 4d
- vierte Antriebsquelle
- 5a
- erstes Getriebe
- 5b
- zweites Getriebe
- 5c
- drittes Getriebe
- 5d
- viertes Getriebe
- 6a
- erstes Rad
- 6b
- zweites Rad
- 6c
- drittes Rad
- 6d
- viertes Rad
- 7
- Fahrzeugmittelachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011080036 A1 [0003]
